package 代码随想录.二叉树;

import java.util.*;

public class _5二叉树的层序遍历 {
    /**
     * 102. 二叉树的层序遍历
     * https://leetcode.cn/problems/binary-tree-level-order-traversal/
     * 给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值的 层序遍历 。 （即逐层地，从左到右访问所有节点）。
     */
    //BFS
    public List<List<Integer>> levelOrder(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if(root==null)
            return res;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            int n = q.size();
            List<Integer> alist = new ArrayList<>();
            while (n-->0){
                TreeNode node = q.poll();
                if(node.left!=null)
                    q.offer(node.left);
                if(node.right!=null)
                    q.offer(node.right);
                alist.add(node.val);
            }
            res.add(alist);
        }
        return res;
    }

    //dfs
    public List<List<Integer>> resList = new ArrayList<List<Integer>>();
    public List<List<Integer>> levelOrder2(TreeNode root) {
        checkFun01(root,0);
        return resList;
    }
    public void checkFun01(TreeNode node, Integer deep) {
        if (node == null) return;
        deep++;
        if (resList.size() < deep) {
            //当层级增加时，list的Item也增加，利用list的索引值进行层级界定
            List<Integer> item = new ArrayList<Integer>();
            resList.add(item);
        }
        resList.get(deep - 1).add(node.val);

        checkFun01(node.left, deep);
        checkFun01(node.right, deep);
    }


    /**
     * 107. 二叉树的层序遍历 II
     * https://leetcode.cn/problems/binary-tree-level-order-traversal-ii/
     * 给你二叉树的根节点 root ，返回其节点值 自底向上的层序遍历 。 （即按从叶子节点所在层到根节点所在的层，逐层从左向右遍历）
     */
    public List<List<Integer>> levelOrderBottom(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if(root==null)
            return res;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            int n = q.size();
            List<Integer> alist = new ArrayList<>();
            while (n-->0){
                TreeNode node = q.poll();
                if(node.left!=null)
                    q.offer(node.left);
                if(node.right!=null)
                    q.offer(node.right);
                alist.add(node.val);
            }
            res.add(alist);
        }
        Collections.reverse(res);
        return res;
    }


    /**
     * 199. 二叉树的右视图
     * https://leetcode.cn/problems/binary-tree-right-side-view/
     * 给定一个二叉树的 根节点 root，想象自己站在它的右侧，按照从顶部到底部的顺序，返回从右侧所能看到的节点值。
     */
    public List<Integer> rightSideView(TreeNode root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        List<Integer> list = new ArrayList<>();
        if(root==null)
            return list;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            int n = q.size();
            List<Integer> alist = new ArrayList<>();
            while (n-->0){
                TreeNode node = q.poll();
                if(node.left!=null)
                    q.offer(node.left);
                if(node.right!=null)
                    q.offer(node.right);
                alist.add(node.val);
            }
            res.add(alist);
        }
        for(int i=0;i<res.size();i++){
            List<Integer> list1 = res.get(i);
            list.add(list1.get(list1.size()-1));
        }
        return list;
    }


    /**
     * 637. 二叉树的层平均值
     * https://leetcode.cn/problems/average-of-levels-in-binary-tree/
     * 给定一个非空二叉树的根节点 root , 以数组的形式返回每一层节点的平均值。与实际答案相差 10-5 以内的答案可以被接受。
     */
    public List<Double> averageOfLevels(TreeNode root) {
        List<Double> average = new ArrayList<>();
        if(root==null)
            return average;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            double sum = 0;
            int nn = q.size();
            int n = q.size();
            while (n-->0){
                TreeNode node = q.poll();
                if(node.left!=null)
                    q.offer(node.left);
                if(node.right!=null)
                    q.offer(node.right);
                sum+=node.val;
            }
            average.add( sum/nn);
        }
        return average;
    }

    /**
     * 429. N 叉树的层序遍历
     * https://leetcode.cn/problems/n-ary-tree-level-order-traversal/
     * 给定一个 N 叉树，返回其节点值的层序遍历。（即从左到右，逐层遍历）。
     */
    public List<List<Integer>> levelOrder(Node root) {
        List<List<Integer>> res = new ArrayList<List<Integer>>();
        if(root==null)
            return res;
        Queue<Node> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            int n = q.size();
            List<Integer> alist = new ArrayList<>();
            while (n-->0){
                Node node = q.poll();
                if(node.children!=null){
                    for(int i=0;i<node.children.size();i++){
                        q.offer(node.children.get(i));
                    }
                }
                alist.add(node.val);
            }
            res.add(alist);
        }
        return res;
    }

    /**
     * 515. 在每个树行中找最大值
     * https://leetcode.cn/problems/find-largest-value-in-each-tree-row/
     * 给定一棵二叉树的根节点 root ，请找出该二叉树中每一层的最大值。
     */
    public List<Integer> largestValues(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
        if(root==null)
            return res;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            int n = q.size();
            int max = Integer.MIN_VALUE;
            while (n-->0){
                TreeNode node = q.poll();
                if(node.left!=null)
                    q.offer(node.left);
                if(node.right!=null)
                    q.offer(node.right);
                max = Math.max(max,node.val);
            }
            res.add(max);
        }
        return res;
    }

    /**
     * 116. 填充每个节点的下一个右侧节点指针
     * https://leetcode.cn/problems/populating-next-right-pointers-in-each-node/
     *      * 117. 填充每个节点的下一个右侧节点指针 II
     *      * https://leetcode.cn/problems/populating-next-right-pointers-in-each-node-ii/
     */
    public Node1 connect(Node1 root) {
        Node1 res = root;
        if(root==null)
            return null;
        Queue<Node1> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            int n = q.size();
            while (n-->0){
                Node1 node = q.poll();
                if(n>0)
                    node.next = q.peek();
                if(node.left!=null)
                    q.offer(node.left);
                if(node.right!=null)
                    q.offer(node.right);
            }
        }
        return res;
    }

    /**
     * 104. 二叉树的最大深度
     * https://leetcode.cn/problems/maximum-depth-of-binary-tree/
     * 给定一个二叉树，找出其最大深度。
     * 二叉树的深度为根节点到最远叶子节点的最长路径上的节点数。
     */
    public int maxDepth(TreeNode root) {
        if(root==null)
            return 0;
        return Math.max(maxDepth(root.left),maxDepth(root.right)) + 1;
    }

    public int maxDepth2(TreeNode root) {
        int res = 0;
        if(root==null)
            return res;
        Queue<TreeNode> q = new LinkedList<>();
        q.offer(root);
        while (!q.isEmpty()){
            int n = q.size();
            while (n-->0){
                TreeNode node = q.poll();
                if(node.left!=null)
                    q.offer(node.left);
                if(node.right!=null)
                    q.offer(node.right);
            }
            res++;
        }
        return res;
    }

    /**
     * 111. 二叉树的最小深度
     * https://leetcode.cn/problems/minimum-depth-of-binary-tree/
     * 给定一个二叉树，找出其最小深度。
     * 最小深度是从根节点到最近叶子节点的最短路径上的节点数量。
     */
    public int minDepth(TreeNode root) {
        if (root == null) {
            return 0;
        }
        Queue<TreeNode> queue = new LinkedList<>();
        queue.offer(root);
        int depth = 0;
        while (!queue.isEmpty()){
            int size = queue.size();
            depth++;
            TreeNode cur = null;
            for (int i = 0; i < size; i++) {
                cur = queue.poll();
                //如果当前节点的左右孩子都为空，直接返回最小深度
                if (cur.left == null && cur.right == null){
                    return depth;
                }
                if (cur.left != null) queue.offer(cur.left);
                if (cur.right != null) queue.offer(cur.right);
            }
        }
        return depth;
    }

}
